研究人员发现细胞中与细菌秘密交流的“间谍”

研究人员发现细胞中与细菌秘密交流的“间谍”康涅狄格大学的研究人员在《自然-细胞生物学》（NatureCellBiology）杂志上报告说，人体细胞产生的信使气泡可以拾取细菌产物并将其传递给其他细胞。这一发现可以解释细菌（无论是友好细菌还是传染性细菌）影响人类健康的一个关键机制。细胞外囊泡（EVs）就像我们细胞的邮政服务。细胞产生的EV是一种微小的气泡，它有一层由称为脂质的脂肪物质制成的防水外壳，并将其送入血液中。当另一个细胞遇到EV时，就会把它带入体内并打开。EV内通常有一些分子，它们是接收细胞行为或生长的信息来源。现在，康涅狄格大学医学院免疫学家普贾-库马里（PujaKumari）、维杰-拉西纳姆（VijayRathinam）及其同事报告说，EV还能做一些完全出乎意料的事情。EV的壁可以吸附细菌的碎片，细菌通常有一个脂质部分，很容易滑入EV的脂质壁。然后，无论哪个人体细胞抓住了EV，EV都会将细菌产物和其他内容物一起带入人体细胞。拉西纳姆实验室的博士后研究员库马里说："我们发现，EV会在血液循环中巡视系统性微生物产物，并向细胞内的免疫监视网络发出警报。"这解开了一个长期存在的谜团。研究人员知道，我们的细胞内有能检测细菌产物的受体。但他们不知道这些细菌产物究竟是如何进入细胞的。免疫学系副教授拉西纳姆说："我们了解了哪些微生物产物进入血液循环。这些产物可能来自入侵的传染性细菌，也可能来自友好细菌，例如生活在我们肠道中的细菌。当细胞内的受体检测到它们时，细菌发出的信号可以帮助肠道、免疫系统甚至大脑正常运作。或者，它们会导致细胞自爆并引发炎症，这取决于细菌的类型和所涉及的产品。但我们不知道有害或友好细菌进入血液的微生物产物是如何从细胞外进入细胞内的。"为了证明电动体确实在运输细菌碎片并将它们带入细胞，库马里、拉西纳姆和他们的同事做了一系列实验。首先，他们向小鼠体内注射了由细菌产生的绿色标记LPS。大约一小时后，他们在小鼠的血液中发现了EVs上的绿色LPS。其次，当他们把这些带有绿色LPS的EV转移到另一组小鼠体内时，他们在受体小鼠的细胞内发现了绿色LPS，从而引发了炎症。虽然他们还没有尝试用LPS以外的微生物产物进行实验，但他们怀疑也会发生类似的情况。"我们认为这在正常生理和感染中都有作用。肠道微生物群的微生物产物被释放到血液循环中，对人体非常重要。EVs可能在其中发挥着有益的作用，"拉西纳姆说。参考文献："HostextracellularvesiclesconfercytosolicaccesstosystemicLPSlicensingnon-canonicalinflammasomesensingandpyroptosis"byPujaKumari,SwathyO.Vasudevan,AshleyJ.Russo,SkylarS.Wright,VíctorFrailee,Rathinam.Wright、VíctorFraile-Ágreda、DylanKrajewski、EvanR.Jellison、IgnacioRubio、MichaelBauer、AtsushiShimoyama、KoichiFukase、YuanpengZhang、JoelS.Pachter、SivapriyaKailasanVanaja和VijayA.Rathinam，2023年11月16日，《自然-细胞生物学》。DOI:10.1038/s41556-023-01269-8编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402737.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402737.htm

大肠杆菌作为单细胞细菌却表现出以前未知的"多细胞性"

大肠杆菌作为单细胞细菌却表现出以前未知的"多细胞性"大肠杆菌是我们肠子里的常客，在那里它大多情况下是有帮助的，但是一旦它跑到别的器官，就会引起许多类型的感染，包括尿毒症、肺炎或食物中毒。鉴于大肠杆菌的普遍性和潜在危害，几个世纪以来，人们对它进行了仔细的研究，以找到治疗或预防感染的方法，并用于基因工程。这项新研究的通讯作者KyleAllison说："它可能是地球上研究得最好、理解得最好的生物体。因此，在微生物学家中存在一种趋势，特别是在过去20年左右，更多关注其他微生物。但我们已经发现了一些以前在细菌中从未见过的东西。"最耐人寻味的新发现是，大肠杆菌可能并不总是一个单细胞生物体。在带有活细胞成像的微流控设备的测试中，研究小组发现，有时单个细菌会聚集成"四人组"，形成玫瑰花瓣形态，这种细胞结构通常在单细胞生物中看不到，但却是多细胞生物的细胞分裂过程中的一个关键步骤。艾利森说："玫瑰花在高等生物中相当重要，如哺乳动物，因为它们启动了像胚胎发育的过程。"显微镜下的大肠杆菌，显示出形成链状的轮状体（上）和形成生物膜的平行链（下），Emory大学人们看到大肠杆菌的菌落以链状方式生长，在每个"环节"中保持其四细胞排列，可延续长达十代。平行链被发现在一个表面上形成生物膜，从而起到保护群体的作用。这种行为以前从未在大肠杆菌中出现过。"我们在这里看到的是细菌也许不是我们过去认为的那样，"埃里森说。"我的怀疑是，这种情况远比我们知道的要普遍。"除了突出一个事实，即总是有更多的东西需要学习，即使是在研究良好的物种中，该团队说，这一发现可能有助于为未来的合成生物学工作提供信息，治疗细菌感染，以及可能为各种目的创造可编程的生物膜。该研究发表在《iScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341867.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341867.htm

科学家发现细菌细胞壁的新致命弱点

科学家发现细菌细胞壁的新致命弱点新月柄杆菌是一种新月形二形细菌，是研究细菌细胞周期调控、细胞分化和形态发生的主要模式生物之一。使用DNA-PAINT技术观察细胞，染色体DNA被染成蓝色，细胞膜被染成红色。图片来源：马克斯-普朗克陆地微生物研究所/埃尔南德斯-塔马约在进化过程中，细胞发展出了多种策略来加强其包膜以抵御内部渗透压，从而使它们能够在各种不同的环境中生长。大多数细菌种类都会在细胞质膜周围合成半刚性细胞壁，其主要成分肽聚糖会形成一个致密的网状结构，将细胞包裹起来。细胞壁除了起保护作用外，还能形成特定的细胞形状，如球形、棒状或螺旋形，从而有利于运动、表面定植和致病。细胞壁的存在也带来了挑战：细胞必须不断重塑细胞壁才能生长和分裂。为此，细胞必须小心翼翼地撕裂细胞壁，使其扩张和变化，同时迅速用新材料修补缝隙，防止细胞壁坍塌。这种细胞壁重塑过程包括裂解酶（又称自溶酶）对键的裂解，以及随后肽聚糖合成酶对新细胞壁材料的插入。这两组相互对抗的蛋白质的活动必须密切协调，以防止肽聚糖层出现薄弱点，导致细胞溶解和死亡。马克斯-普朗克陆地微生物学研究所研究员、马尔堡大学微生物学教授马丁-坦比希勒领导的研究小组开始研究自溶机制的组成和功能。他们的研究重点是淡水环境中的新月柄杆菌，这种细菌被广泛用作研究细菌基本细胞过程的模式生物。Thanbichler认为，研究自溶蛋白的功能是一项具有挑战性的任务。"虽然我们对合成机器有很多了解，但自溶蛋白被证明是一个难以攻克的难题"。Thanbichler团队的博士后研究员MariaBillini补充说："细菌通常含有多种类型的自溶蛋白，它们来自不同的酶家族，具有不同的靶标。这意味着这些蛋白质具有高度冗余性，删除单个自溶蛋白基因往往对细胞形态和生长影响甚微。"通过共免共沉淀筛选和体外蛋白质-蛋白质相互作用试验对潜在的自溶蛋白调节因子进行分析后发现，一种名为DipM的因子在细菌细胞壁重塑过程中发挥着关键作用。这种关键的调节因子是一种可溶性的周质蛋白，竟然与几类自溶蛋白以及一种细胞分裂因子相互作用，显示出这种调节因子以前未知的杂交性。DipM能够刺激两种活性和折叠方式完全不同的肽聚糖分解酶的活性，这使它成为第一个被发现的能够控制两类自溶酶的调节因子。值得注意的是，研究结果还表明，DipM使用单一界面与其各种靶标相互作用。这项研究的第一作者、博士生阿德里安-伊斯基耶多-马丁内斯（AdrianIzquierdoMartinez）说："破坏DipM会导致细胞壁重塑和分裂过程的各个环节失去调控，最终导致细胞死亡。"因此，它作为自溶蛋白活性协调者的适当功能对于新月柄杆菌正常的细胞形状维持和细胞分裂至关重要。"对DipM的全面表征揭示了一个新颖的相互作用网络，包括一个自我强化环，它将溶解性转糖基酶和可能的其他自溶蛋白与新月柄杆菌细胞分裂装置的核心连接起来，也很可能与其他细菌的细胞分裂装置连接起来。因此，DipM协调着一个复杂的自溶蛋白网络，其拓扑结构与之前研究的自溶蛋白系统大不相同。马丁-坦比希勒（MartinThanbichler）指出："这种多酶调节器的功能失常会同时影响多个与细胞壁相关的过程，对它们的研究不仅有助于我们了解细胞壁如何对细胞或环境的变化做出反应。它还有助于开发新的治疗策略，通过同时破坏几种自溶途径来对付细菌"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376317.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376317.htm